JP7221473B1 - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents

Abstract

断路器（４１）を有するガス絶縁開閉装置であって、断路器（４１）は、第１の固定コンタクト（１１２ａ）及び第２の固定コンタクト（１１２ｂ）と、可動コンタクト（４ｆ）と、可動コンタクト（４ｆ）が第１の固定コンタクト（１１２ａ）及び第２の固定コンタクト（１１２ｂ）に接触する第１の状態と、非接触となる第２の状態とを切り替える絶縁ロッド（４ｄ）と、第２の状態のときに可動コンタクト（４ｆ）に接触するサージ抑制素子（４４）とを備え、断路器（４１）のタンク（１０）は、主管部（４ａ）と、主管部（４ａ）から枝分かれする枝管部（４ｂ）とを有し、第１の固定コンタクト（１１２ａ）及び第２の固定コンタクト（１１２ｂ）は、主管部（４ａ）に収容されており、サージ抑制素子（４４）は、枝管部（４ｂ）に収容されており、可動コンタクト（４ｆ）は、第２の状態では枝管部（４ｂ）に収容される。

Description

本開示は、接地された金属製タンク内に断路器を収容したガス絶縁開閉装置に関するものである。

ガス絶縁開閉装置は、接地された金属製のタンク内に、遮断器、断路器、接地開閉器、母線、避雷器、計器用変成器及び計器用変流器といった機器を収容している。隣接する機器同士は、つなぎ母線で接続されている。ガス絶縁開閉装置に適用される各機器のタンク内及びつなぎ母線のタンク内には絶縁ガスが充填されている。

ガス絶縁開閉装置の断路器は、電源側と負荷側とに分かれた高電圧導体の各々の端部に設置された固定コンタクトと、移動可能に設置された可動コンタクトとを備え、可動コンタクトを移動させて可動コンタクトと固定コンタクトとの接触の有無を切替えることで、入状態と切状態とを切替える。ガス絶縁開閉装置の断路器には、直線摺動動作により可動コンタクトを固定コンタクトに接触させることで接点の入切を実施する構造のものと、ブレード型の可動コンタクトを回転動作させることで接点の入切を実施する構造のものとがある。どちらの構造においても、切状態の時には可動コンタクトを高圧導体内部に収納する。

例えば、特許文献１には、直線摺動動作により、切状態の時に可動コンタクトが電源側の高電圧導体である母線側電極に収容されるガス絶縁開閉装置が開示されている。

特開２０１４－９９３８１号公報

しかしながら、上記従来の技術では、母線側電極は、切状態の時に可動コンタクトを収容するために可動コンタクト以上の長さが必要であり、断路器のタンクが長くなってしまう。

さらに、タンク内の絶縁ガスがドライエアになった場合、絶縁ガスが６フッ化硫黄の場合と比較すると、切状態において電源側の固定コンタクトと負荷側の固定コンタクトとの間に必要な極間距離が長くなるため、入状態において電源側の固定コンタクトと負荷側の固定コンタクトとを接続する可動コンタクトを長くしなければならなくなる。可動コンタクトが長くなると、切状態の時に可動コンタクトを収容する高電圧導体も長くしなければならなくなるため、断路器のタンクがさらに長くなってしまう。

切状態の時に可動コンタクトを高電圧導体内部以外の場所に配置することも試みられているが、この構造の場合、帯電した可動コンタクトを接地する際に作業者が手を触れる可能性のあるタンクにサージ電圧が生じる問題があった。

このように、可動コンタクトを接地する際にタンクに生じるサージ電圧を抑制し、かつ断路器のタンクの小型化を図ったガス絶縁開閉装置は実現されていなかった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、可動コンタクトを接地する際にタンクに生じるサージ電圧を抑制し、かつ断路器のタンクの小型化を図ったガス絶縁開閉装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係るガス絶縁開閉装置は、絶縁ガスが封入されたタンクに収容された断路器を有するガス絶縁開閉装置であって、断路器は、電源側と負荷側とに分かれて配置された第１の高電圧導体及び第２の高電圧導体と、第１の高電圧導体の端部に設置された第１の固定コンタクトと、第２の高電圧導体の端部に設置された第２の固定コンタクトと、第１の固定コンタクト及び第２の固定コンタクトに接触することにより第１の高電圧導体と第２の高電圧導体との間に電路を形成する可動コンタクトと、可動コンタクトを移動させて、可動コンタクトが第１の固定コンタクト及び第２の固定コンタクトに接触する第１の状態と、可動コンタクトが第１の固定コンタクト及び第２の固定コンタクトに非接触となる第２の状態とを切り替える絶縁ロッドと、第２の状態のときに可動コンタクトに接触するサージ抑制素子とを備える。断路器のタンクは、第１の高電圧導体及び第２の高電圧導体が伸びる方向と同じ方向に伸びる主管部と、主管部から枝分かれする枝管部とを有する。第１の高電圧導体、第２の高電圧導体、第１の固定コンタクト及び第２の固定コンタクトは、主管部に収容されており、サージ抑制素子は、枝管部に収容されている。絶縁ロッドは、枝管部の軸方向に沿って直線摺動し、可動コンタクトは、第１の状態では主管部に収容され、第２の状態では枝管部に収容される。

本開示によれば、可動コンタクトを接地する際にタンクに生じるサージ電圧を抑制し、かつ断路器のタンクの小型化を図ったガス絶縁開閉装置を得られるという効果を奏する。

実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置の構成を示す図 実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置の断路器の断面図 実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置の断路器の断面図 実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置の断路器の断面図 実施の形態２に係るガス絶縁開閉装置の断路器の断面図 実施の形態２に係るガス絶縁開閉装置の断路器の断面図

以下に、実施の形態に係るガス絶縁開閉装置を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置の構成を示す図である。ガス絶縁開閉装置１００は、遮断器２０、接地開閉器３１，３２、断路器４１，４２、計器用変成器６２、計器用変流器６１、母線７０及びブッシング８０を備える。母線７０と断路器４１とは、つなぎ母線９１，９２で接続されている。ブッシング８０と断路器４２とは、つなぎ母線９３で接続されている。遮断器２０、接地開閉器３１，３２、断路器４１，４２、計器用変成器６２、計器用変流器６１、母線７０、ブッシング８０及びつなぎ母線９１，９２，９３は、接地された金属製のタンク内に収容されている。遮断器２０、接地開閉器３１，３２、断路器４１，４２、計器用変成器６２、計器用変流器６１、母線７０、ブッシング８０及びつなぎ母線９１，９２，９３のタンク内には絶縁ガスが充填されている。ガス絶縁開閉装置１００は、給電用に用いられる場合、母線７０から受電し、ブッシング８０を通じて電力ケーブルに給電する。また、ガス絶縁開閉装置１００は、受電用に用いられる場合、ブッシング８０を通じて電力ケーブルから電力系統の電力が引き込まれ、母線７０に電力が給電される。

以下の説明において、ガス絶縁開閉装置１００は、給電用に用いられるものとする。このため、以下の説明では、母線７０とブッシング８０との間に配置される遮断器２０、接地開閉器３１，３２、断路器４１，４２、計器用変成器６２、計器用変流器６１及びつなぎ母線９１，９２，９３について位置関係を説明する際に、母線７０側を電源側といい、ブッシング８０側を負荷側という。

図２、図３及び図４は、実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置の断路器の断面図である。図２及び図３に示す断面は、後述する枝管部４ｂの軸方向に平行な断面であり、図４に示す断面は、後述する枝管部４ｂの軸方向に垂直な断面である。図２及び図４は、入状態の場合の断路器４１の断面を示している。なお、図２に示す断面は、図４中のII-II線に沿った断面であり、図４に示す断面は、図２中のIV-IV線に沿った断面である。図３は、切状態の場合の断路器４１の断面を示している。断路器４１のタンク１０の内部には、電源側と負荷側とに分かれて第１の高電圧導体１１１ａと、第２の高電圧導体１１１ｂとが配置されている。断路器４１のタンク１０は、主管部４ａと枝管部４ｂとを備えている。主管部４ａは、第１の高電圧導体１１１ａ及び第２の高電圧導体１１１ｂの長手方向に伸びる筒状である。枝管部４ｂは、主管部４ａから枝分かれする筒状である。主管部４ａと主管部４ａに隣接する機器である計器用変流器６１のタンク１２との間、及び主管部４ａと主管部４ａに隣接するつなぎ母線であるつなぎ母線９２のタンク１１との間には、絶縁スペーサ１２１が設置されている。このため、断路器４１のタンク１０は、隣接する計器用変流器６１のタンク１２又はつなぎ母線９２のタンク１１とは、ガス区分が分けられている。

第１の高電圧導体１１１ａと第２の高電圧導体１１１ｂとは、同軸上に配置されている。第１の高電圧導体１１１ａの端部には、第１の固定コンタクト１１２ａが設置されている。第２の高電圧導体１１１ｂの端部には、第２の固定コンタクト１１２ｂが設置されている。第１の固定コンタクト１１２ａと第２の固定コンタクト１１２ｂとの間には、隙間が形成されている。

枝管部４ｂは、第１の高電圧導体１１１ａ及び第２の高電圧導体１１１ｂの長手方向と直交する方向に伸びる筒状である。主管部４ａの中心軸の方向と、枝管部４ｂの中心軸の方向とは９０度異なっている。枝管部４ｂは、端面４ｃを有する。枝管部４ｂには、絶縁ロッド４ｄが設置されている。絶縁ロッド４ｄは、端面４ｃを貫通して断路器４１のタンク１０の外に突出しており、断路器４１のタンク１０の外部において断路器操作装置４３の不図示のリンク機構に連結されている。断路器４１のタンク１０内に配置されている絶縁ロッド４ｄの端部には、ブレード型の可動コンタクト４ｆが設置されている。また、枝管部４ｂには、サージ抑制素子４４が設置されている。枝管部４ｂの端面４ｃには、サージ抑制素子４４が固定されている。サージ抑制素子４４は、例えば抵抗素子とインダクタンス素子とである。

断路器操作装置４３が不図示のリンク機構を介して絶縁ロッド４ｄを枝管部４ｂの軸方向に直線摺動させる。絶縁ロッド４ｄは、可動コンタクト４ｆを移動させて、可動コンタクト４ｆが第１の固定コンタクト１１２ａ及び第２の固定コンタクト１１２ｂに接触する第１の状態である入状態と、可動コンタクト４ｆが第１の固定コンタクト１１２ａ及び第２の固定コンタクト１１２ｂに非接触となる第２の状態である切状態とを切り替える。すなわち、断路器操作装置４３が絶縁ロッド４ｄを直線摺動させることにより、第１の固定コンタクト１１２ａと第２の固定コンタクト１１２ｂとの間に可動コンタクト４ｆが挿入された入状態と、第１の固定コンタクト１１２ａ及び第２の固定コンタクト１１２ｂと可動コンタクト４ｆとが離れた切状態との切り替えがなされる。可動コンタクト４ｆは、第１の状態では主管部４ａに収容され、第２の状態では枝管部４ｂに収容される。

図４に示すように、枝管部４ｂの軸方向に垂直な断面において、第１の固定コンタクト１１２ａ及び第２の固定コンタクト１１２ｂは凹形状となっている。一方、枝管部４ｂの軸方向に垂直な断面において、可動コンタクト４ｆは、Ｉ形状となっている。第１の固定コンタクト１１２ａ及び第２の固定コンタクト１１２ｂの凹の中に可動コンタクト４ｆが挿入されることにより、第１の高電圧導体１１１ａと第２の高電圧導体１１１ｂとの間に電路が形成される。

図３に示すように、切状態では、可動コンタクト４ｆは枝管部４ｂに収容される。枝管部４ｂに収容された可動コンタクト４ｆは、サージ抑制素子４４に押し当てられ、可動コンタクト４ｆの残留電荷は、サージ抑制素子４４に電圧が分担されることでタンク１０に生じるサージ電圧を抑制しつつ放電される。

ここでは断路器４１の内部の構造について説明したが、断路器４２の内部も同様の構造となっている。すなわち、断路器４２のタンク１０も、主管部４ａと枝管部４ｂとを備えており、主管部４ａの内部には、第１の高電圧導体１１１ａと第２の高電圧導体１１１ｂとは、同軸上に配置されている。第１の高電圧導体１１１ａの端部には、第１の固定コンタクト１１２ａが設置されている。第２の高電圧導体１１１ｂの端部には、第２の固定コンタクト１１２ｂが設置されている。枝管部４ｂには、絶縁ロッド４ｄが配置されており、絶縁ロッド４ｄの端部にはブレード型の可動コンタクト４ｆが設置されている。断路器操作装置４３が不図示のリンク機構を介して絶縁ロッド４ｄを直線摺動動作させることにより、第１の固定コンタクト１１２ａと第２の固定コンタクト１１２ｂとの間に可動コンタクト４ｆが挿入された入状態と、第１の固定コンタクト１１２ａ及び第２の固定コンタクト１１２ｂと可動コンタクト４ｆとが離れた切状態との切り替えがなされる。

実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置１００は、断路器４１，４２が切状態の時に可動コンタクト４ｆを第１の高電圧導体１１１ａ又は第２の高電圧導体１１１ｂ内部に収容する必要がないため、第１の高電圧導体１１１ａ及び第２の高電圧導体１１１ｂを短くし、断路器４１，４２のタンク１０を小型化することができる。また、断路器４１，４２が切状態の時には、可動コンタクト４ｆは枝管部４ｂに設置されたサージ抑制素子４４に接触するため、可動コンタクト４ｆを接地する際にタンク１０に生じるサージ電圧を抑制することができる。

実施の形態２．
図５及び図６は、実施の形態２に係るガス絶縁開閉装置の断路器の断面図である。図５は、入状態の場合の断路器４１の断面を示している。図６は、切状態の場合の断路器４１の断面を示している。実施の形態２に係るガス絶縁開閉装置１００の断路器４１，４２は、第１の高電圧導体１１１ａの中心軸の方向と第２の高電圧導体１１１ｂの中心軸の方向とが９０度異なっており、枝管部４ｂの中心軸の方向は、第１の高電圧導体１１１ａの中心軸の方向と同じ方向である。

実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置１００と同様に、入状態では第１の固定コンタクト１１２ａと第２の固定コンタクト１１２ｂとの間に可動コンタクト４ｆが挿入された切状態では、枝管部４ｂに可動コンタクト４ｆが収容される。枝管部４ｂに収容された可動コンタクト４ｆは、サージ抑制素子４４に押し当てられ、可動コンタクト４ｆの残留電荷は、サージ抑制素子４４に電圧が分担されることでタンク１０に生じるサージ電圧を抑制しつつ放電される。

なお、ここでは枝管部４ｂの伸びる方向が第１の高電圧導体１１１ａの中心軸の方向と同じ方向であったが、枝管部４ｂは、第２の高電圧導体１１１ｂの中心軸と同じ方向に伸びていてもよい。

実施の形態２に係るガス絶縁開閉装置１００は、第１の高電圧導体１１１ａと第２の高電圧導体１１１ｂとが伸びる方向が異なる箇所に断路器４１，４２を配置することができる。このため、ガス絶縁開閉装置１００のレイアウトの自由度が向上し、設置スペースを小さくすることができる。

以上の実施の形態に示した構成は、内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

４ａ 主管部、４ｂ 枝管部、４ｃ 端面、４ｄ 絶縁ロッド、４ｆ 可動コンタクト、１０，１１，１２ タンク、２０ 遮断器、３１，３２ 接地開閉器、４１，４２ 断路器、４３ 断路器操作装置、４４ サージ抑制素子、６１ 計器用変流器、６２ 計器用変成器、７０ 母線、８０ ブッシング、９１，９２，９３ つなぎ母線、１００ ガス絶縁開閉装置、１１１ａ 第１の高電圧導体、１１１ｂ 第２の高電圧導体、１１２ａ 第１の固定コンタクト、１１２ｂ 第２の固定コンタクト、１２１ 絶縁スペーサ。

Claims (4)

1. 絶縁ガスが封入されたタンクに収容された断路器を有するガス絶縁開閉装置であって、
   前記断路器は、
   電源側と負荷側とに分かれて配置された第１の高電圧導体及び第２の高電圧導体と、
   前記第１の高電圧導体の端部に設置された第１の固定コンタクトと、
   前記第２の高電圧導体の端部に設置された第２の固定コンタクトと、
   前記第１の固定コンタクト及び前記第２の固定コンタクトに接触することにより前記第１の高電圧導体と前記第２の高電圧導体との間に電路を形成する可動コンタクトと、
   前記可動コンタクトを移動させて、前記可動コンタクトが前記第１の固定コンタクト及び前記第２の固定コンタクトに接触する第１の状態と、前記可動コンタクトが前記第１の固定コンタクト及び前記第２の固定コンタクトに非接触となる第２の状態とを切り替える絶縁ロッドと、
   前記第２の状態のときに前記可動コンタクトに接触するサージ抑制素子とを備え、
   前記断路器のタンクは、前記第１の高電圧導体及び前記第２の高電圧導体が伸びる方向と同じ方向に伸びる主管部と、前記主管部から枝分かれする枝管部とを有し、
   前記第１の高電圧導体、前記第２の高電圧導体、前記第１の固定コンタクト及び前記第２の固定コンタクトは、前記主管部に収容されており、
   前記サージ抑制素子は、前記枝管部に収容されており、
   前記絶縁ロッドは、前記枝管部の軸方向に沿って直線摺動し、前記可動コンタクトは、前記第１の状態では前記主管部に収容され、前記第２の状態では前記枝管部に収容されることを特徴とするガス絶縁開閉装置。
2. 前記第１の高電圧導体と前記第２の高電圧導体とは同軸上に配置されており、前記主管部の中心軸の方向と、前記枝管部の中心軸の方向とが９０度異なることを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁開閉装置。
3. 前記第１の高電圧導体の中心軸の方向と前記第２の高電圧導体の中心軸の方向とが９０度異なっており、
   前記枝管部の中心軸の方向は、前記第１の高電圧導体の中心軸の方向又は前記第２の高電圧導体の中心軸の方向と同じ方向であることを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁開閉装置。
4. 前記サージ抑制素子は、抵抗素子とインダクタンス素子とであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置。

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